專利名稱：用于更新風力發(fā)電場軟件的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及一種用于更新風力發(fā)電場(wind farm)軟件的系統(tǒng)和方法，特別涉及用于更新風力發(fā)電場中的風力渦輪機的風力渦輪機軟件的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
風力渦輪機是用于把風力的機械能量轉(zhuǎn)換為電能的復雜機器。其上的很多部件是由特定的軟件應用來監(jiān)控和控制的。例如，風力渦輪機控制器連接于多個用于探測例如輸出功率、功率系數(shù)、轉(zhuǎn)速等的實際數(shù)值的傳感器上?；谶@些數(shù)值，控制軟件根據(jù)執(zhí)行的控制策略計算可控制變量的希望值。另外，單獨的傳感器或嵌入式控制器運行其自身的軟件。除了風力渦輪機，風力發(fā)電場還包括其他裝置，例如風力發(fā)電場管理系統(tǒng)、與風力接觸的桅桿、遠端訪問服務器、SQL服務器和/或變電站。這些裝置也要請求信息并且提供數(shù)據(jù)。因此，在風力發(fā)電場的所有裝置中典型地都安裝通信軟件。
經(jīng)常需要更新所述裝置的軟件，或者是其部分或者全部的軟件包。更新一般是由于不得不解決的軟件故障或由于風力渦輪機軟件的改進而需要進行。
例如，更新渦輪機軟件的過程使用遠端控制中心RCC(romote controlcenter)來建立到要更新的風力渦輪機的通信鏈路。然后RCC發(fā)送軟件更新到渦輪機，等待各個硬件重啟，并在確認成功更新之后斷開連接。這些步驟必須接連續(xù)地在每個單獨安裝的風力渦輪機上執(zhí)行，這是相當耗時的過程。另外，大量的風力渦輪機已經(jīng)工作了若干年。典型地，只有模擬調(diào)制解調(diào)器連接到這些所存在的較舊的風力渦輪機限制數(shù)據(jù)傳送的速率。因此在典型的數(shù)據(jù)量下，單個渦輪機更新大概要花費1.5小時。結(jié)果是，在指定的國家對特定制造商的所有風力渦輪機的軟件更新可能要花費成百上千個小時。

發(fā)明內(nèi)容
在一個方面，提供了一種用于對風力發(fā)電場中的至少一個裝置的軟件進行更新的方法，其中所述至少一個裝置連接到風力發(fā)電場網(wǎng)絡(luò)。所述方法包括下述步驟在遠端控制中心和風力發(fā)電場的連接單元之間建立連接；從遠端控制中心向風力發(fā)電場的連接單元傳送更新軟件；通過風力發(fā)電場網(wǎng)絡(luò)從風力發(fā)電場的連接單元向至少一個裝置傳送更新軟件；和使用更新軟件更新至少一個裝置的軟件。
在另一個方面，提供了一種用于更新風力發(fā)電場軟件的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括在風力發(fā)電場中的至少一個裝置，其中所述至少一個裝置連接到風力發(fā)電場網(wǎng)絡(luò)中；風力發(fā)電場的連接單元，其連接到風力發(fā)電場網(wǎng)絡(luò)；和遠端控制中心，其能夠和風力發(fā)電場的連接單元連接。該遠端控制中心適用于傳送更新軟件到連接單元，該連接單元適用于通過風力發(fā)電場網(wǎng)絡(luò)向所述至少一個裝置傳送更新軟件，從而至少一個裝置中的軟件能夠使用更新軟件更新。


圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的系統(tǒng)。
圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的更新方法的流程圖。
圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明另外一個實施例的更新方法的流程圖。
圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明另外一個實施例的系統(tǒng)。
圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明進一步實施例的更新方法的流程圖。
以下是圖1中的附圖標記所代表的部件100風力渦輪機200連接單元300遠端控制中心310上載引擎400數(shù)據(jù)庫通信鏈路具體實施方式
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種用于更新風力發(fā)電場中的裝置的軟件的方法。典型地，這些裝置是風力渦輪機。然而，本發(fā)明還涉及風力發(fā)電場中的其他裝置，例如風力發(fā)電場管理系統(tǒng)(WFMS)、與風力接觸的桅桿、遠端訪問服務器、SQL服務器和變電站。軟件在所有這些裝置中運行并且所述裝置都被連接到風力發(fā)電場網(wǎng)絡(luò)。因為風力渦輪機是風力發(fā)電場中最重要最突出的裝置，因此下面參考風力渦輪機。然而，應當理解，術(shù)語“風力渦輪機”僅僅是代表了上面提到的任何其他裝置，并且上述任何其他裝置可以代替所述“風力渦輪機”。
用于風力發(fā)電的風力渦輪機一般地編組成具有從少量風力渦輪機到大量風力渦輪機的所謂的風力發(fā)電場(wind farm)或風力圍場(wind park)。特別的，大的近海風力發(fā)電場被規(guī)劃為包括達到一百臺風力渦輪機或更多。近幾年可再生的風能生產(chǎn)顯著增加，并且期望風力發(fā)電場內(nèi)的風力渦輪機的數(shù)量也將增加。典型地，風力發(fā)電場中的風力渦輪機通過風力發(fā)電場LAN彼此連接和/或連接到風力發(fā)電場管理系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明一個實施例的方法充分利用風力渦輪機的編組它建立遠端控制中心和風力發(fā)電場的通信端口或連接單元之間的通信鏈路。然后，從遠端控制中心向通信端口傳送軟件更新。在風力發(fā)電場一側(cè)接收到該軟件更新后，風力發(fā)電場的通信端口進一步通過風力發(fā)電場網(wǎng)絡(luò)向風力渦輪機分發(fā)軟件更新。當風力渦輪機從通信端口接收到軟件更新時，更新其軟件。
因此，當應用根據(jù)本發(fā)明的方法時，只需要從遠端控制中心到風力發(fā)電場發(fā)送一次軟件更新。然后，風力發(fā)電場自己更新農(nóng)場內(nèi)的每個風力渦輪機。因此，不再需要從遠端控制中心到每個單獨的風力渦輪機進行耗時的軟件更新傳送。特別的，在成功傳送之后，遠端控制中心和通信端口之間的通信鏈路能夠被斷開，從而遠端控制中心可以連接到其他風力發(fā)電場的通信端口。因此，相比于目前存在的更新過程，風力渦輪機的軟件更新能夠一小部分時間完成。因此，用于軟件更新的花費顯著的降低。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種用于更新風力渦輪機軟件的系統(tǒng)適用于執(zhí)行依據(jù)本發(fā)明第一方面的更新方法。在此方面，該系統(tǒng)包括具有風力發(fā)電場LAN和連接到該風力發(fā)電場網(wǎng)絡(luò)的通信端口或連接單元的風力發(fā)電場。進一步提供遠端控制中心。該遠端控制中心能夠連接到風力發(fā)電場的通信端口，而且適用于傳送更新軟件到該通信端口。反過來，該通信端口適用于通過風力發(fā)電場LAN在風力發(fā)電場內(nèi)分發(fā)更新軟件，以便風力渦輪機軟件能夠使用更新軟件被更新。
特別的，圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的系統(tǒng)。風力發(fā)電場由連接到風力發(fā)電場LAN的風力渦輪機100構(gòu)成。另外，風力渦輪機100通過風力發(fā)電場LAN連接到連接單元200。在一個實施例中，連接單元200通過通信鏈路400連接到遠端控制中心(RCC)300。該通信鏈路400或者是持久連接，例如銅或光纖電纜，或者是僅僅在需要時建立的無線連接，例如通過無線傳送或通過衛(wèi)星。典型地，連接單元200是遠端訪問服務器(remote access serverRAS)。在其實施例中，連接單元200由任何其他適于將風力發(fā)電場連接到遠端控制中心300的裝置來構(gòu)成。盡管圖1中顯示的連接單元200是和風力渦輪機100分離的，但是在其它實施例中，連接單元200可集成到一個渦輪機100中。
圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的更新過程的流程圖。當要更新風力渦輪機100中的軟件時，遠端控制中心300建立到連接單元200的通信鏈路400(步驟1000)。然后，遠端控制中心300通過通信鏈路400傳送軟件更新到連接單元200(步驟1100)，該軟件更新一般包括多個文件。在軟件更新成功地上載到連接單元200后，連接單元200通過風力發(fā)電場LAN傳送該軟件更新到風力發(fā)電場內(nèi)的每個風力渦輪機100(步驟1200)。在風力發(fā)電場內(nèi)分發(fā)軟件更新串行地或并行地執(zhí)行。在風力渦輪機成功地接收到軟件更新后，其停止要被更新的軟件，安裝更新文件和重啟已經(jīng)更新的程序，從而完成風力渦輪機的軟件更新(步驟1300)。
圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的更新方法的流程圖。圖3中描述的過程與上面描述的過程相似。然而，其不同在于在成功傳送軟件更新到連接單元200之后，遠端控制中心300與連接單元200斷開連接(步驟1100和1200)。因此，遠端控制中心300能夠返回步驟1000，即在連接單元200在該風力發(fā)電場內(nèi)分發(fā)上載的軟件更新時，遠端控制中心300建立到不同的風力發(fā)電場的不同連接單元的通信鏈路?？蛇x的，風力渦輪機報告成功更新和錯誤返回到連接單元200，連接單元200將在下次連接之時將它們報告給遠端控制中心300。
圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的系統(tǒng)。圖4中顯示的系統(tǒng)配置與圖1中顯示的系統(tǒng)相似。因此，在后面將僅僅詳細描述不同的特征。在圖4顯示的系統(tǒng)中，遠端控制中心300包括上載引擎310。上載引擎310適用于自動上載軟件更新到風力發(fā)電場。此外，提供一個數(shù)據(jù)庫350，其存儲上載信息。上載引擎310通過直接連接到數(shù)據(jù)庫350或者通過遠端控制中心300訪問數(shù)據(jù)庫350。在數(shù)據(jù)庫350中存儲的典型上載信息是更新文件、風力發(fā)電場的識別號碼、風力發(fā)電場的撥入號碼、風力渦輪機類型或更新所涉及的類型、風力發(fā)電場的所在地、實際上安裝在風力發(fā)電場中的風力渦輪機上的軟件版本、更新狀態(tài)-即發(fā)電場/渦輪機已經(jīng)更新與否、安排的更新時間等。此外，在數(shù)據(jù)庫中可能存儲關(guān)于程序員身份、上次更新的時間和日期、平均連接速率、成功上載的次數(shù)、上載失敗的次數(shù)、上載次數(shù)的信息和類似的信息。
圖5是上述系統(tǒng)的更新過程的流程圖。通過上載引擎310從數(shù)據(jù)庫350檢索更新信息(步驟2000)?；谠撔畔ⅲ陷d引擎310確定要把更新文件上載到的那些風力發(fā)電場(步驟2100)。此外，上載引擎310還確定用于上載的特定時間和日期，例如在晚上的時間期間進行上載。另外，風力發(fā)電場的撥入號碼也被提供給上載引擎310，因此上載引擎310自動地建立到該風力發(fā)電場的連接單元200的通信鏈路400(步驟2200)。上載引擎310自動傳送上載文件并且如果需要，傳送任何進一步信息到連接單元200(步驟2300)。在完成傳送之后，連接單元200通過該風力發(fā)電場LAN在風力發(fā)電場內(nèi)串行地或并行地分發(fā)軟件更新(步驟2400)。軟件更新被安裝在單獨的渦輪機中，并且如果需要的話，重啟各自的硬件(步驟2500)。
因此，軟件更新通過上載引擎310自動地從遠端控制中心300傳送到風力發(fā)電場。操作員只需要創(chuàng)建上載信息并將其存儲到數(shù)據(jù)庫350中。然后，上載引擎310和風力發(fā)電場更新該風力發(fā)電場內(nèi)的每個風力渦輪機。因此，減少了更新電廠軟件的時間和成本。如果遠端控制中心在完成成功傳送軟件更新之后與連接單元斷開連接，該優(yōu)勢就會變的特別明顯。在此情況下，當軟件更新在前一個風力發(fā)電場中分發(fā)和安裝的同時，遠端控制中心能夠連接和傳送到其他的風力發(fā)電場。
根據(jù)更進一步的實施例，反饋信息由風力發(fā)電場提供給遠端控制中心300。該反饋信息存儲在數(shù)據(jù)庫350中。特別的，該反饋信息包括關(guān)于在特定風力渦輪機上的軟件更新是否成功的信息。因此，由于實際安裝在每個單獨的風力渦輪機上的軟件版本存儲在數(shù)據(jù)庫350中，所以九能夠建立所謂的版本控制。即使在不能與渦輪機通信的時候，該信息也很容易被操作員訪問。
雖然已經(jīng)如此詳細地描述了本發(fā)明，但是對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說在不脫離下面的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)對本發(fā)明作出各種變形是顯而易見的。例如，應該理解上述系統(tǒng)和方法不僅適用于更新風力渦輪機SCADA軟件，還適用于其他軟件-例如嵌入式控制器的軟件、PLC、當前控制轉(zhuǎn)換器、時間同步機或傳感器的軟件。此外，還應該明白除了風力渦輪機軟件的其他軟件也能通過本發(fā)明更新。
盡管本發(fā)明已經(jīng)就多個特定實施例進行了描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員仍將會認識到本發(fā)明能夠通過該權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的修改來實施。
權(quán)利要求
1.一種用于更新風力發(fā)電場中的至少一個裝置的軟件的方法，其中所述至少一個裝置被連接到風力發(fā)電場網(wǎng)絡(luò)，所述方法包括下述步驟在遠端控制中心(300)和風力發(fā)電場的連接單元(200)之間建立連接(1000)；從遠端控制中心向風力發(fā)電場的連接單元傳送更新軟件(1100)；通過風力發(fā)電場網(wǎng)絡(luò)從風力發(fā)電場的連接單元向至少一個裝置傳送更新軟件(1200)；和用更新軟件更新至少一個裝置的軟件(1300)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述更新軟件包括多個文件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中傳送更新軟件包括傳送(1200)所述更新軟件到多個風力渦輪機。
4.一種用于更新風力發(fā)電場軟件的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括在風力發(fā)電場中的至少一個裝置，其中該至少一個裝置連接到風力發(fā)電場網(wǎng)絡(luò)；風力發(fā)電場的連接單元(200)，其連接到風力發(fā)電場網(wǎng)絡(luò)；和遠端控制中心(300)，其能夠連接到所述風力發(fā)電場的所述連接單元，其中該遠端控制中心適用于傳送更新軟件到該連接單元；并且其中該連接單元適用于通過風力發(fā)電場網(wǎng)絡(luò)向至少一個裝置傳送所述更新軟件，以致于使所述至少一個裝置的軟件能夠用所述更新軟件加以更新。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中風力發(fā)電場的連接單元(200)是遠端訪問服務器。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述更新軟件包括多個文件。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述風力發(fā)電場包括多個風力渦輪機(100)，其中該連接單元(200)適用于并行傳送更新軟件到多個風力渦輪機。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述連接單元(200)適用于確認更新軟件到遠端控制中心(300)的的成功傳送，并且其中所述遠端控制中心適用于在接收到所述確認之后與所述連接單元斷開連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中遠端控制中心(300)被連接到存儲更新信息的數(shù)據(jù)庫(350)，并且其中所述遠端控制中心包括上載引擎(310)，該上載引擎適用于基于存儲在數(shù)據(jù)庫中的更新信息自動傳送更新軟件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述存儲在數(shù)據(jù)庫(350)的更新信息包含至下列信息中的少一種軟件更新、程序員身份、識別號碼、撥入號碼、風力渦輪機類型、風力渦輪機所在地、已經(jīng)安裝的軟件版本、更新狀態(tài)、安排的更新時間、上次更新的時間和日期、平均連接速率、成功上載的次數(shù)、上載失敗的次數(shù)和上載次數(shù)。
全文摘要
提供一種用于更新風力發(fā)電場中的至少一個裝置的軟件的方法，其中所述至少一個裝置被連接到風力發(fā)電場網(wǎng)絡(luò)。所述的方法包括下述步驟在遠端控制中心(300)和風力發(fā)電場的連接單元(200)之間建立連接(1000)；從遠端控制中心向風力發(fā)電場的連接單元傳送(1100)更新軟件；通過風力發(fā)電場網(wǎng)絡(luò)從風力發(fā)電場的連接單元向至少一個裝置傳送(1200)更新軟件；和用更新軟件更新至少一個裝置的軟件(1300)。
文檔編號H04L12/12GK101013372SQ20061006411
公開日2007年8月8日 申請日期2006年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月18日
發(fā)明者R·蘭根 申請人:通用電氣公司